火電廠煙氣加熱冷凝系統優化設計

石亮

(福建龍凈環保股份有限公司，福建 龍巖 364000)

隨著社會進步，人們對環境保護要求不斷的提高，以此對應的煙氣冷凝技術能夠有效的消除煙囪排放出來的白煙，降低視覺污染、減少水份的流失、回收熱量并解決煙道與煙囪存在酸性液滴凝結腐蝕問題，可以說是一舉多得。然煙氣加熱冷凝技術中也存在很多的問題和改善的空間，比如：冷凝下的水如何處理、變頻泵是否能夠優化等等。

圖1

1 煙氣加熱冷凝技術介紹

在原MGGH 系統中再熱器部分前部增加冷凝模塊(詳見圖2)，并通過雙PID 互鎖控制的方法實現煙溫和水溫的聯動調節，能夠很好地實現調節閥和變頻增壓泵的雙重自動調節，實現水溫或煙溫的恒定控制，提高煙氣加熱冷凝系統換熱效率的最大化，實現煙氣加熱冷凝系統的自動控制。在夏季時水溫較高，不需要輔助加熱系統就能夠達到加熱冷凝的效果，而在冬季時水溫較低，需要通過輔助蒸汽加熱系統進行加熱，最終將煙氣中包含的水份析出，降低煙氣中濕度，減少煙氣中含水量，從而消除有色煙羽。降低含濕量，提高煙氣溫度，消煙兼顧收水(在環境10℃，RH 相對濕度=60%情況下，煙氣冷凝1℃，對應少升溫5℃以上，可達到同樣消白效果)。

圖2

2 煙氣加熱冷凝系統優化設計

2.1 永磁調速器的應用

在煙氣加熱冷凝系統中，循環泵作為系統中最重要的設備，發揮著無可取代的作用。循環泵帶動水在整個系統中循環，將冷水送入取熱器，降低煙氣溫度，再經過輔助加熱器提高水溫，將煙囪出口煙溫提高，溫度過高的水再經過凝結水加熱器，降低水溫，進而循環使用。而煙囪出口煙溫提高后，經過冷凝器急速冷卻，將煙氣多余的水析出，從而消除白煙。泵常用的有工頻泵和變頻泵，而工頻泵存在啟動電流大，無法調節等缺點基本上都被變頻泵取代了。變頻泵為各個系統中最常用的設備，然變頻泵也存在許多天然的缺點。比如：存在調節死區、對環境要求比較高、維護成本高、傳動損耗、低功率下耗能較大安全性不高等。

永磁驅動技術是近幾年來一項專門針對風機、泵類離心負載的國際最新開發、適用調速節能的新技術。它具有高效率、低能耗、高可靠性、無剛性連接傳遞扭矩、適用于惡劣環境、極大減少整體系統振動、減少系統維護和系統使用壽命長等特點。尤其是該技術不產生高次諧波，且在低電壓、低轉速下不易造成電機發熱，且具有良好的調速特性，更使之成為風機及泵類設備節能技術改造的第一選擇。雖設備采購成本較高，但使用經濟性好、維護成本低。

永磁調速器的基本結構主要由分為兩部分(詳見圖3)：第一部分是安裝在負載側的磁轉子；第二部分是安裝在動力側的銅轉子，銅轉子與磁轉子沒有任何機械接觸，工作原理：銅轉子和磁轉子可以自由獨立旋轉，當動力側的銅轉子旋轉時，銅轉子和磁轉子產生相對運行，銅轉子在磁場中切割磁力線從而產生渦電流，渦電流產生感應磁場與永磁體相互作用，產生扭矩，從而帶動負載旋轉工作。永磁調速就是通過調節磁轉子與銅轉子之間氣隙的大小，就可以控制傳遞扭矩的大小，而獲得可調節、可重復的負載轉速，實現負載轉速的調節，達到減速節能的效果。

圖3

2.2 增加水處理系統

煙氣加熱冷凝技術是先通過提升煙氣溫度，然后急速冷卻，將煙氣中攜帶的水份析出，這樣就會多出冷凝水，由于煙氣中帶粉塵的關系，冷凝水一般是都是偏酸性的，直接使用、棄之不管或直接排放均是不合理的。如果增加水處理系統，即可以有效的避免以上的問題，也能循環用水節約水資源，這在新疆、甘肅、寧夏等西北較為缺水地區尤為重要。目前常用的水處理主要是兩種，第一種是三聯箱系統(圖4)：冷凝水按順序進入中和箱、反應箱和絮凝箱，在三個箱中添加不同的藥劑，改善冷凝水的PH 值、去除雜質，使之達到排放或循環使用標準。作為較早的水處理工藝，雖技術成熟、設備成本較低，但運行成本高、藥劑種類多、設備占用面積大，處理能力較小、效果差，多數廠家已經對三聯箱系統進行升級改造。

圖4

另一種是一體化處理裝置系統(圖5)，主要設備為高效反應器和高效旋流澄清器，具體流程是：煙氣加熱冷凝系統收集下來的冷凝水進入一體化處理裝置的高效反應器單元，同時一體化吸附絮凝劑從高效反應器中的干粉投藥機投入，經過高效反應器單元內部的特殊結構，使得漿液充分混凝、反應，反應后漿液經提升泵輸送至一體化處理裝置系統中的高效旋流澄清器單元，經過高效旋流澄清器分離、壓縮、沉降，處理后的清水滿足排放標準，通過液位差溢流進入廢水清水箱，廢水清水箱再通過輸送泵送至廢水排放點或進行循環使用；底流經高效旋流澄清器深度壓縮沉降后得到25%以上含固量的超高濃度漿液，經過污泥泵輸送至真空皮帶脫水機進行脫水。一體化處理裝置系統與三聯箱系統相比，設備少、成本低、維護方便、藥劑也只需要一種即可、效果顯著。已經在多個項目中使用，并取得了很好的效果。本系統也可與脫硫廢水處理裝置結合，提高使用率，降低成本。

圖5

綜合上述通過對兩種水處理系統的比較，可以初步得出采用一體化處理裝置系統更能有效提升水處理能力、降低成本，更好的優化煙氣冷凝加熱系統。但具體選擇哪種水處理系統，需要根據各廠自身的情況并結合當地實際環境，進行綜合考慮，不可過分去追求最新技術，因最新技術可能并不成熟，這樣容易造成成本和資源的浪費。

3 結論

環保是永恒的主題，不能為了經濟而犧牲環境。一定要在發展經濟的同時，提高對污染的治理效果，實現可持續發展。隨著環保要求的提高，新技術將會不斷涌現。作為環保行業的從業人員，應緊跟時代的步伐，研發和使用最新的環保技術，為國家的經濟發展保駕護航，為國家的環保事業添磚加瓦。